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…………○…………內(nèi)…………○…………裝…………○…………內(nèi)…………○…………裝…………○…………訂…………○…………線…………○…………※※請※※不※※要※※在※※裝※※訂※※線※※內(nèi)※※答※※題※※…………○…………外…………○…………裝…………○…………訂…………○…………線…………○…………第=page22頁,總=sectionpages22頁第=page11頁,總=sectionpages11頁2024年滬教版必修2化學(xué)上冊階段測試試卷135考試試卷考試范圍:全部知識點;考試時間:120分鐘學(xué)校:______姓名:______班級:______考號:______總分欄題號一二三四五六總分得分評卷人得分一、選擇題(共9題,共18分)1、下列反應(yīng)可合成有機(jī)原料1;4-環(huán)己二烯,有關(guān)說法中錯誤的是。
A.化合物a能使溴的四氯化碳溶液褪色B.化合物c中所有原子均可處于同一平面上C.化合物b的同分異構(gòu)體中存在a的同系物D.化合物c的一氯代物有2種2、新型鋰-空氣電池具有能量密度高的優(yōu)點;有希望成為新能源汽車的電源,其結(jié)構(gòu)如圖所示,下列說法正確的是()
A.電子從金屬鋰流出通過外電路流向石墨烯,固體電解質(zhì)允許通過水B.放電時,正極反應(yīng)式:O2+4e-+4H+=2H2OC.應(yīng)用該電池電鍍銅,陰極質(zhì)量增加64g,理論上將消耗11.2LO2D.若把水性電解液換成固體氧化物電解質(zhì),則易引起正極材料碳孔堵塞3、某溫度下,在恒容密閉容器中進(jìn)行反應(yīng):X(g)+Y(g)2(g)+W(s)。下列敘述正確的是A.加入少量W,逆反應(yīng)速率增大B.當(dāng)容器中Y的正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率相等時,反應(yīng)達(dá)到平衡C.升高溫度,正反應(yīng)速率增大,逆反應(yīng)速率減小D.達(dá)到平衡后,X的轉(zhuǎn)化率可能為100%4、將和在的密閉容器中混合,一定條件下發(fā)生反應(yīng):后測得剩余的平均反應(yīng)速率為則為A.1B.2C.3D.45、一種新型可充電的碘化物水性液流電池以鋅和惰性材料為兩極材料,放電時的工作原理為Zn+I2Br-=Zn2++2I-+Br-;如圖所示,下列說法正確的是()
A.a極材料為鋅B.放電時,正極的電極方程式I2Br--2e-=Zn2++2I-+Br-C.充電時,左電極室Br-因發(fā)生氧化反應(yīng)而減少D.充放電過程中,右電極室粒子濃度沒有變化6、下列有關(guān)實驗操作的主要儀器;注意事項及應(yīng)用舉例都正確的是。
。選項。
實驗操作。
主要儀器。
注意事項。
應(yīng)用舉例。
A
洗氣。
①
從長管進(jìn)氣;短管出氣。
用飽和碳酸氫鈉溶液除去CO2氣體中的SO2氣體。
B
氣體干燥。
②
從粗管進(jìn)氣;細(xì)管出氣。
用無水氯化鈣作干燥劑干燥氨氣。
C
分液。
③
先將下層液體從下口放出,再將上層液體從下口放出。
分離植物油和水的混合物。
D
氣體收集。
④
從長管進(jìn)氣;短管出氣。
收集氯氣。
A.AB.BC.CD.D7、加成反應(yīng)是有機(jī)化學(xué)中的一類重要的反應(yīng),下列過程中發(fā)生加成反應(yīng)的是A.甲烷與氯氣混合后光照條件下發(fā)生反應(yīng)B.利用乙烯制備一氯乙烷C.乙烯通入酸性高錳酸鉀溶液后溶液褪色D.在苯中滴入溴水,振蕩后溴水層顏色變淺8、A;B、C、D、E是原子序數(shù)依次增大的五種短周期主族元素;其中A的原子序數(shù)是B和D原子序數(shù)之和的1/4,C元素的單質(zhì)與熱水緩慢反應(yīng),且該單質(zhì)可做鋁熱反應(yīng)的引燃劑,甲和丙是D元素的兩種常見氧化物,乙是B元素的單質(zhì),0.005mol/L丁溶液的pH=2,它們之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示(部分反應(yīng)物省略),下列敘述正確的是。
A.D的簡單離子均能促進(jìn)水的電離B.E兩元素形成化合物中既含有離子鍵又含共價鍵C.D分別與B元素形成的化合物都是大氣污染物D.E的氧化物水化物的酸性大于D的氧化物水化物的酸性9、等質(zhì)量的下列烴完全燃燒,消耗氧氣最多的是A.CH4B.C2H6C.C3H6D.C6H6評卷人得分二、填空題(共6題,共12分)10、中國政府承諾;到2020年,單位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%~50%.
(1)有效“減碳”的手段之一是節(jié)能,下列制氫方法最節(jié)能的是__
A電解水制氫:2H2O2H2↑+O2↑
B高溫使水分解制氫:2H2O2H2↑+O2↑
C太陽光催化分解水制氫:2H2O2H2↑+O2↑
D天然氣制氫:CH4+H2OCO+3H2
(2)CO2可轉(zhuǎn)化成有機(jī)物實現(xiàn)碳循環(huán).在體積為1L的密閉容器中,充入1molCO2和3molH2,一定條件下反應(yīng):CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)△H=﹣49.0kJ?mol﹣1,測得CO2和CH3OH(g)的濃度隨時間變化如圖所示.
①從3min到9min,v(H2)=__mol?L﹣1?min﹣1
②能說明上述反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是__(填編號).
A反應(yīng)中CO2與CH3OH的物質(zhì)的量濃度之比為1:1(即圖中交叉點)
B混合氣體的密度不隨時間的變化而變化。
C單位時間內(nèi)消耗3molH2,同時生成1molH2O
DCO2的體積分?jǐn)?shù)在混合氣體中保持不變.11、某公司開發(fā)了一種以甲醇為原料;以KOH為電解質(zhì)的用于手機(jī)的可充電的高效燃料電池,充一次電可連續(xù)使用一個月。其中B電極的電極材料為碳,如圖是一個電化學(xué)過程的示意圖。請?zhí)羁眨?/p>
(1)充電時,原電池的負(fù)極與電源___極相連。乙池中陽極的電極反應(yīng)為___。
(2)放電時:負(fù)極的電極反應(yīng)式為___。
(3)在此過程中若完全反應(yīng),乙池中A極的質(zhì)量增加648g,則甲池中理論上消耗O2___L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)。
(4)若在常溫常壓下,1gCH3OH燃燒生成CO2和液態(tài)H2O時放熱22.68kJ,表示甲醇燃燒熱的熱化學(xué)方程式為___。12、在密閉容器中,800℃時反應(yīng)體系中,隨時間的變化如表:。時間/s0123450.02000.0100.0080.0070.0070.007
(1)上述反應(yīng)_________(填“是”或“不是”)可逆反應(yīng)。
(2)如圖所示,表示變化曲線的是_________(填字母)。用表示從內(nèi)反應(yīng)的平均速率_________
(3)能說明該反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是_________(填選項)。
A.B.容器內(nèi)氣體總質(zhì)量保持不變。
C.容器內(nèi)密度保持不變D.13、某溫度時;在2L的密閉容器中,X;Y、Z(均為氣體)三種物質(zhì)的量隨時間的變化曲線如圖所示:
(1)由圖中所給數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________。
(2)若上述反應(yīng)中X、Y、Z分別為H2、N2、NH3,某溫度下,在容積恒定為2.0L的密閉容器中充入2.0molN2和2.0molH2,一段時間后反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài),實驗數(shù)據(jù)如表所示:。t/s050150250350n(NH3)00.360.480.500.50
0~50s內(nèi)的平均反應(yīng)速率v(N2)=__________。
(3)已知:鍵能指在標(biāo)準(zhǔn)狀況下,將1mol氣態(tài)分子AB(g)解離為氣態(tài)原子A(g)、B(g)所需的能量,用符號E表示,單位為kJ/mol。H-H的鍵能為436kJ/mol,N-H的鍵能為391kJ/mol,生成1molNH3過程中放出46kJ的熱量。則N≡N的鍵能為_________kJ/mol。14、直接乙醇燃料電池(DEFC)具有很多優(yōu)點;引起了人們的研究興趣?,F(xiàn)有以下三種乙醇燃料電池。
(1)三種乙醇燃料電池中正極反應(yīng)物均為_____________。
(2)堿性乙醇燃料電池中;電極a上發(fā)生的電極反應(yīng)式為______________________________,使用空氣代替氧氣,電池工作過程中堿性會不斷下降,其原因是_____________________________。
(3)酸性乙醇燃料電池中,電極b上發(fā)生的電極反應(yīng)式為__________________________________。
(4)熔融鹽乙醇燃料電池中若選擇熔融碳酸鉀為介質(zhì),電池工作時,CO32-向電極______(填“a”
或“b”)移動,電極b上發(fā)生的電極反應(yīng)式為____________________________________。15、如圖所示;是原電池的裝置圖。請回答:
(1)若C為稀H2SO4溶液;電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn),B電極材料為Fe且做負(fù)極,則A電極上發(fā)生的電極反應(yīng)式為____;
(2)若C為CuCl2溶液;Zn是負(fù)極,Cu極發(fā)生____反應(yīng),電極反應(yīng)為____。
(3)CO與H2反應(yīng)還可制備CH3OH,CH3OH可作為燃料使用,用CH3OH和O2組合形成的質(zhì)子交換膜燃料電池的結(jié)構(gòu)示意圖如圖:
電池總反應(yīng)為2CH3OH+3O2=2CO2+4H2O,c電極為____極,電極反應(yīng)方程式為____。若線路中轉(zhuǎn)移2mol電子,則消耗的O2在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為____L。評卷人得分三、判斷題(共7題,共14分)16、(1)硅在自然界中只以化合態(tài)的形式存在____
(2)晶體硅熔點高、硬度大,故可用于制作半導(dǎo)體材料____
(3)Si和SiO2都可用于制造光導(dǎo)纖維_____
(4)非金屬性:C>Si,則熱穩(wěn)定性:CH4>SiH4_____
(5)硅的化學(xué)性質(zhì)不活潑,常溫下不與任何物質(zhì)反應(yīng)_____
(6)SiO2是酸性氧化物,可溶于強(qiáng)堿(NaOH),不溶于任何酸_____
(7)硅酸鈉的水溶液俗稱“水玻璃”,是一種建筑行業(yè)常用的黏合劑_____
(8)SiO2能與HF反應(yīng),因此可用HF刻蝕玻璃______
(9)向Na2SiO3溶液中逐滴加入稀鹽酸制備硅酸凝膠______
(10)石英是良好的半導(dǎo)體材料,可以制成光電池,將光能直接轉(zhuǎn)化成電能_____
(11)硅是非金屬元素,它的單質(zhì)是灰黑色有金屬光澤的固體______
(12)用二氧化硅制取單質(zhì)硅的反應(yīng)中硅元素被氧化______
(13)加熱到一定溫度時,硅能與氫氣、氧氣等非金屬發(fā)生反應(yīng)_____
(14)二氧化硅是酸性氧化物,因此能與水反應(yīng)生成硅酸_____
(15)二氧化硅制成的光導(dǎo)纖維,由于導(dǎo)電能力強(qiáng)而被用于制造光纜_____
(16)工業(yè)上制取粗硅的反應(yīng)是SiO2+CSi+CO2↑_____
(17)用二氧化硅制取單質(zhì)硅時,當(dāng)生成2.24L氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況)時,得到2.8g硅_____
(18)因為高溫時二氧化硅與碳酸鈉反應(yīng)放出二氧化碳,所以硅酸酸性比碳酸強(qiáng)_____
(19)二氧化硅不能與碳酸鈉溶液反應(yīng),但能與碳酸鈉固體在高溫時發(fā)生反應(yīng)_______
(20)2MgO·SiO2中的酸根陰離子為SiO______
(21)二氧化硅為立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),其晶體中硅原子和硅氧單鍵個數(shù)之比為1∶2______A.正確B.錯誤17、1molCH4與1molCl2在光照條件下反應(yīng),生成1molCH3Cl氣體。(____)A.正確B.錯誤18、1molCH4完全生成CCl4,最多消耗2molCl2。(_____)A.正確B.錯誤19、工業(yè)廢渣和生活垃圾等固體廢棄物對環(huán)境影響不大,可不必處理。(____)A.正確B.錯誤20、低碳環(huán)保中的“碳”是指二氧化碳。(____)A.正確B.錯誤21、化石燃料和植物燃料燃燒時放出的能量均來源于太陽能。_____A.正確B.錯誤22、化學(xué)反應(yīng)中的能量變化主要是由化學(xué)鍵的變化引起的。_____A.正確B.錯誤評卷人得分四、工業(yè)流程題(共3題,共27分)23、鈷和鋅是重要的有色金屬;其單質(zhì)及化合物被廣泛用于國民經(jīng)濟(jì)各個領(lǐng)域。一種從有機(jī)廢催化劑中回收鈷和鋅的工藝流程如下:
已知:“浸出”后溶液中含有Co2+、Zn2+、Mn2+、Fe2+、Fe3+等。請回答:
(1)“煅燒”的目的為______________________________。
(2)“凈化”時,與KMnO4發(fā)生反應(yīng)的所有離子方程式有_____________________________。
(3)“沉鈷”時,發(fā)生如下反應(yīng):(NH4)2S2O8+H2O→NH4HSO4+H2O2;H2O2→H2O+O;···········;Co3++H2O→Co(OH)3+H+。所缺的化學(xué)方程式為______________________________;每生成1molCo(OH)3,理論上消耗(NH4)2S2O8的物質(zhì)的量為__________。
(4)Co(OH)3沉淀應(yīng)依次用稀硫酸和水洗滌,檢驗沉淀是否洗滌干凈的方法是____________。
(5)“沉鈷”時pH不能太高,其原因為______________________________;“沉鋅”時溫度不能太高,其原因為________________________________________。
(6)取“沉鋅”后所得固體34.1g,煅燒后得到固體24.3g,將生成的氣體通過足量的濃硫酸,增重5.4g。則所得固體的化學(xué)式為____________。24、二次電池鋰離子電池廣泛應(yīng)用于手機(jī)和電腦等電子產(chǎn)品中。某常見鋰離子電池放電時電池的總反應(yīng)為:Li1-xCoO2+LixC6=LiCoO2+C6(x<1)。2018年中國回收了全球可回收鋰離子電池總量的69%。但現(xiàn)階段我國廢舊電池回收仍屬于勞動密集型產(chǎn)業(yè);效率仍需提高。一種回收該鋰離子電池中的鋰和鈷的流程:
已知:①Na2S2O3是一種中等強(qiáng)度的還原劑;遇強(qiáng)酸分解。
②Li2CO3溶解度隨溫度升高而減小。
(1)關(guān)于該鋰離子電池說法不正確的是_______________________________
A.鋰離子電池中無金屬鋰,充放電過程中,Li+在兩個電極之間往返嵌入和脫嵌。
B.集中預(yù)處理時;為防止短時間內(nèi)快速放電引起燃燒甚至爆炸,應(yīng)先進(jìn)行放電處理。
C.充電時若轉(zhuǎn)移0.01mol電子;石墨電極將減重0.07g
D.充電時,陽極的電極反應(yīng)式為LiCoO2-xe-===Li1-xCoO2+xLi+
(2)LiCoO2是一種具有強(qiáng)氧化性的難溶復(fù)合金屬氧化物,且Co3+在常溫、pH=0.5條件下即開始水解。LiCoO2可溶于硫酸得CoSO4。用硫酸酸浸時,需要加入Na2S2O3作助溶劑,從化學(xué)反應(yīng)原理的角度解釋原因:_______________________________,寫出浸出CoSO4的離子反應(yīng)方程式:__________________
(3)控制氫離子濃度為4mol/L,反應(yīng)溫度90℃,測得相同時間內(nèi)離子的浸出率與Na2S2O3溶液的變化關(guān)系如圖。則酸浸時應(yīng)選用濃度為_______mol/L的Na2S2O3溶液。Na2S2O3溶液濃度增至0.3mol/L時,LiCoO2的浸出率明顯下降,可能的原因是_________________(用化學(xué)方程式結(jié)合文字說明)
(4)整個回收工藝中,可循環(huán)使用的物質(zhì)是_____________________
(5)已知15℃左右Li2CO3的Ksp為3.210-2,該溫度下Li2CO3的溶解度約為_____g。將萃取后的Li2SO4溶液加熱至95℃,加入飽和Na2CO3溶液,反應(yīng)10min,________________(填操作)得Li2CO3粉末。25、鋁熱法冶煉金屬鉻的礦渣中含有Cr2O7、Al2O3及少量Fe2O3;從中提取鉻與鋁有酸法和堿法兩種工藝。請回答:
I.酸法。礦渣經(jīng)硫酸浸取后,浸取液通過電沉積得到單質(zhì)Cr;向剩余溶液中加堿回收得到Al(OH)3。
(1)為提高礦渣的浸取率,可采取的措施有_____(寫出兩點)。
(2)電沉積時,陰極的電極反應(yīng)式為______________。
II.堿法。工藝流程如下:
已知:①“焙燒”后固體成分為Na2CrO4、NaAlO2、NaFeO2。
②Zn2+均可與EDTA1:1結(jié)合成絡(luò)離子;Zn2+可與PAN1:1結(jié)合成紫紅色絡(luò)合物;且結(jié)合能力弱于EDTA。
(3)浸渣的主要成分為Fe(OH)3。則“浸取”時發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_________。
(4)“浸取”后所得溶液中Al的含量可用EDTA滴定法測定:
①取20.00mL浸取液于錐形瓶中,加入c1mol?L-1EDTA標(biāo)準(zhǔn)液V1mL(稍過量);
②依次用鹽酸;醋酸鈉—醋酸緩沖溶液調(diào)溶液至酸性;加熱后滴入PAN指示劑;
③用c2mol?L-1ZnSO4標(biāo)準(zhǔn)液滴定至溶液恰好呈紫紅色,消耗標(biāo)準(zhǔn)液V2mL。則“浸取”后所得溶液中Al的含量為_________g?L-1(填計算式即可)。
(5)“碳分”時通入CO2后,通過_____(填操作名稱),即可得到純凈的Al2O3。
(6)“還原”時發(fā)生主要反應(yīng)的離子方程式為__________。
(7)“沉淀”時,當(dāng)c(Cr3+)≤10-5mol?L-1時,應(yīng)調(diào)節(jié)溶液的pH至少為_________。(Ksp[Cr(OH)3]=1.0×10-32)評卷人得分五、結(jié)構(gòu)與性質(zhì)(共2題,共20分)26、科學(xué)家研究出一種以天然氣為燃料的“燃燒前捕獲系統(tǒng)”;其簡單流程如圖所示(條件及部分物質(zhì)未標(biāo)出)。
(1)已知:CH4、CO,、H2的燃燒熱分別為890.3kJ·mol-1、283.0kJ·mol-1、285.8kJ·mol-1。則上述流程中第一步反應(yīng)2CH4(g)+O2(g)2CO(g)+4H2(g)的△H=_________
(2)工業(yè)上可用H2和CO2制備甲醇,其反應(yīng)方程式為CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)。某溫度下,將1molCO2和3molH2充人體積不變的2L密閉容器中;發(fā)生上述反應(yīng),測得不同時刻反應(yīng)前后的壓強(qiáng)關(guān)系如下表所示:
①用H2表示的前2h的平均反應(yīng)速率v(H2)=_________
②該溫度下,CO2的平衡轉(zhuǎn)化率為______________
(3)在300℃、8MPa下,將CO2和H2按物質(zhì)的量之比1:3通入一密閉容器中發(fā)生(2)中反應(yīng),達(dá)到平衡時,測得CO2的平衡轉(zhuǎn)化率為50%,則該反應(yīng)條件下的平衡常數(shù)為Kp=_____(用平衡分壓代替平衡濃度計算;分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。
(4)CO2經(jīng)催化加氫可合成低碳烯烴:2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g)△H。在0.1MPa時,按(CO2):(H2)=1:3投料,如圖所示為不同溫度()下,平衡時四種氣態(tài)物質(zhì)的物質(zhì)的量()的關(guān)系。
①該反應(yīng)的△H_______0(填“>”或“<”)。
②曲線表示的物質(zhì)為______(填化學(xué)式)。27、下面是合成某藥物的中間體分子(由9個碳原子和若干氫、氧原子構(gòu)成)的結(jié)構(gòu)示意圖:
試回答下列問題:
(1)通過對比上面的結(jié)構(gòu)簡式與立體模型,請指出結(jié)構(gòu)簡式中的“Et”表示的基團(tuán)是(寫結(jié)構(gòu)簡式)_____;該藥物中間體的分子式為________。
(2)該分子中含有_________個不飽和碳原子。
(3)該藥物中間體中含氧官能團(tuán)的名稱為___________。
(4)該藥物中間體分子中與碳原子結(jié)合的氫原子被溴原子取代,所得的一溴代物有______種。評卷人得分六、推斷題(共2題,共12分)28、F是新型降壓藥替米沙坦的中間體;可由下列路線合成:
(1)A→B的反應(yīng)類型是_________,D→E的反應(yīng)類型是_____;E→F的反應(yīng)類型是。
__________。
(2)寫出滿足下列條件的B的所有同分異構(gòu)體______(寫結(jié)構(gòu)簡式)。
①含有苯環(huán)②含有酯基③能與新制Cu(OH)2反應(yīng)。
(3)C中含有的官能團(tuán)名稱是________。已知固體C在加熱條件下可溶于甲醇,下列C→D的有關(guān)說法正確的是_________。
a.使用過量的甲醇,是為了提高D的產(chǎn)率b.濃硫酸的吸水性可能會導(dǎo)致溶液變黑。
c.甲醇既是反應(yīng)物,又是溶劑d.D的化學(xué)式為
(4)E的同分異構(gòu)體苯丙氨酸經(jīng)聚合反應(yīng)形成的高聚物是__________(寫結(jié)構(gòu)簡式)。
(5)已知在一定條件下可水解為和R2-NH2,則F在強(qiáng)酸和長時間加熱條件下發(fā)生水解反應(yīng)的化學(xué)方程式是____________________________。29、X;Y、Z、L、M五種元素的原子序數(shù)依次增大。X、Y、Z、L是組成蛋白質(zhì)的基礎(chǔ)元素;M是地殼中含量最高的金屬元素。
回答下列問題:
⑴L的元素符號為________;M在元素周期表中的位置為________________;五種元素的原子半徑從大到小的順序是____________________(用元素符號表示)。
⑵Z、X兩元素按原子數(shù)目比l∶3和2∶4構(gòu)成分子A和B,A的電子式為___,B的結(jié)構(gòu)式為____________。
⑶硒(Se)是人體必需的微量元素,與L同一主族,Se原子比L原子多兩個電子層,則Se的原子序數(shù)為_______,其最高價氧化物對應(yīng)的水化物化學(xué)式為_______。該族2~5周期元素單質(zhì)分別與H2反應(yīng)生成lmol氣態(tài)氫化物的反應(yīng)熱如下,表示生成1mol硒化氫反應(yīng)熱的是__________(填字母代號)。
a.+99.7mol·L-1b.+29.7mol·L-1c.-20.6mol·L-1d.-241.8kJ·mol-1
⑷用M單質(zhì)作陽極,石墨作陰極,NaHCO3溶液作電解液進(jìn)行電解,生成難溶物R,R受熱分解生成化合物Q。寫出陽極生成R的電極反應(yīng)式:______________;由R生成Q的化學(xué)方程式:_______________________________________________。參考答案一、選擇題(共9題,共18分)1、B【分析】【分析】
【詳解】
A.化合物a中含有碳碳三鍵;可以使溴的四氯化碳溶液褪色,故A正確;
B.化合物c中有飽和碳原子;不可能所有原子都共面,故B錯誤;
C.化合物b中含有2個碳碳雙鍵;可以有丁炔這種同分異構(gòu)體存在,丁炔與乙炔互為同系物,故C正確;
D.化合物c為對稱結(jié)構(gòu);有2種一氯代物,故D正確;
故選B。2、D【分析】【詳解】
A.Li能與水反應(yīng);則原電池工作時,固體電解質(zhì)不允許通過水,故A錯誤;
B.放電時,正極O2得電子發(fā)生還原反應(yīng),生成OH-,電極反應(yīng)式:O2+4e-+2H2O=4OH-;故B錯誤;
C.沒有說明是否是標(biāo)準(zhǔn)狀況;氣體摩爾體積不知道,所以氧氣的體積無法計算,故C錯誤;
D.電解液換成固體氧化物電解質(zhì),則正極會生成Li2O;這樣會引起碳孔堵塞,不利于正極空氣的吸附,故D正確;
故答案為D。3、B【分析】【詳解】
A.加入固體;不影響化學(xué)反應(yīng)速率,W是固體,加入少量W,不影響化學(xué)反應(yīng)速率,故A錯誤;
B.同一物質(zhì)的正逆反應(yīng)速率相等時;反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),則Y的正逆反應(yīng)速率相等時該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),故B正確;
C.升高溫度;活化分子百分?jǐn)?shù)增大,導(dǎo)致正;逆反應(yīng)速率都增大,故C錯誤;
D.該反應(yīng)為可逆反應(yīng);反應(yīng)物不能完全轉(zhuǎn)化為生成物,所以X的轉(zhuǎn)化率不可能達(dá)到100%,故D錯誤;
故選B。
【點睛】
本題的易錯點為A,要注意固體和純液體量的多少不影響化學(xué)反應(yīng)速率。4、B【分析】【分析】
【詳解】
根據(jù)系數(shù)比等于速率比可計算所以n=2,故答案為:B5、D【分析】【分析】
由放電時總反應(yīng)可知,Zn作負(fù)極材料,發(fā)生氧化反應(yīng),非金屬性Br>I,由此可知,I2Br-中Br元素呈-1價,I元素呈0價,由裝置圖可知,Zn2+從b極移向a極,故b為負(fù)極;a為正極,以此分析。
【詳解】
A;由上述分析可知;a極為惰性材料,故A錯誤;
B、放電時,正極發(fā)生反應(yīng):I2Br-+2e-=2I-+Br-;故B錯誤;
C、放電時,左電極室發(fā)生還原反應(yīng),充電時,左電極室I-發(fā)生氧化反應(yīng);故C錯誤;
D、充電過程中,右側(cè)發(fā)生還原反應(yīng):Zn2++2e-=Zn,由電荷守恒可知,右電極室中Zn2+濃度不變;故D正確;
故答案為:D。
【點睛】
本題的難點在于確定正極發(fā)生的電極反應(yīng),其突破口在于根據(jù)I、Br的非金屬性判斷I、Br元素化合價,然后根據(jù)化合價變化判斷反應(yīng)的實質(zhì)。6、A【分析】【詳解】
A、洗氣應(yīng)是長管進(jìn)氣,短管出氣,因為碳酸的酸性小于亞硫酸的酸性,因此除去CO2中SO2一般通過飽和碳酸氫鈉溶液,故A正確;B、無水氯化鈣能與NH3反應(yīng),干燥氨氣,常用堿石灰,故B錯誤;C、分液時上層液體從上口倒出,下層液體從下口流出,故C錯誤;D、長管進(jìn)氣,短管出氣,收集的氣體的密度應(yīng)小于空氣,氯氣的密度大于空氣的密度,故D錯誤。7、B【分析】【詳解】
A.甲烷與氯氣混合后光照條件下發(fā)生反應(yīng)為取代反應(yīng);A不符合題意;
B.乙烯與HCl發(fā)生加成反應(yīng)產(chǎn)生一氯乙烷;故利用乙烯制備一氯乙烷反應(yīng)類型是加成反應(yīng),B符合題意;
C.乙烯通入酸性高錳酸鉀溶液后溶液褪色;發(fā)生的是氧化反應(yīng),C不符合題意;
D.在苯中滴入溴水;振蕩后溴水層顏色變淺,是由于溴在苯中溶解度比在水中大,且水與苯互不相溶,苯發(fā)生了萃取作用,并沒有發(fā)生化學(xué)變化,D不符合題意;
故合理選項是B。8、A【分析】【分析】
A、B、C、D、E是原子序數(shù)依次增大的五種短周期主族元素,結(jié)合甲和丙是D元素的兩種常見氧化物,乙是B元素的單質(zhì),0.005mol/L丁溶液的pH=2,丁為硫酸,可知丙為SO3,甲為SO2,乙為O2,則B為O元素,D為S元素,其中A的原子序數(shù)是B和D原子序數(shù)之和的A的原子序數(shù)為(8+16)×=6;可知A為C元素;C元素的單質(zhì)與熱水緩慢反應(yīng),且該單質(zhì)可做鋁熱反應(yīng)的引燃劑,可知C為Mg,E為Cl,以此來解答.
【詳解】
由上述分析可知,A為C,B為O,C為Mg,D為S,E為Cl;A.鎂離子、硫離子均水解促進(jìn)水的電離,故A正確;B.Mg、Cl兩元素形成化合物MgCl2為離子化合物;只含有離子鍵,故B錯誤;C.A與B形成的二氧化碳不是污染物,故C錯誤;D.非金屬性Cl>S,則E的最高價氧化物水化物的酸性大于D的最高價氧化物水化物的酸性,但硫酸酸性大于HClO酸性,故D錯誤;故答案為A。
【點睛】
本題考查無機(jī)物的推斷及原子結(jié)構(gòu)與元素周期律,為高頻考點,把握圖中轉(zhuǎn)化、元素化合物知識來推斷物質(zhì)和元素為解答的關(guān)鍵,側(cè)重分析與推斷能力的考查,注意丁為硫酸為推斷的突破口,選項C為解答的易錯點,題目難度不大.9、A【分析】試題分析:等質(zhì)量的烴燃燒時;含氫量越多,耗氧量越多,可以比較CxHy中的y/x的比值,比值越大,耗氧量越大。故選A。
考點:有機(jī)物燃燒規(guī)律二、填空題(共6題,共12分)10、略
【分析】【分析】
【詳解】
(1)電解水;高溫以及天然氣的使用都會消耗能源;不符合低碳要求,使用太陽能可減小低碳,故答案為:C;
(2)①v(CO2)===0.417mol/(L?min),則v(H2)=3v(CO2)=3×0.417mol/L?min=0.125mol/(L?min)﹣1;
故答案為:0.125;
②A.由題中信息可知,反應(yīng)中CO2與CH3OH的物質(zhì)的量濃度之比為1:1時;兩者的濃度沒有保持不變,故沒有達(dá)到平衡狀態(tài),故A不符合題意;
B.由于氣體的總質(zhì)量不變;容器的體積不變,則無論是否達(dá)到平衡狀態(tài),氣體的密度都不變,故B不符合題意;
C.化學(xué)反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計量數(shù)之比,無論是否達(dá)到平衡狀態(tài),都存在單位時間內(nèi)每消耗3molH2,同時生成1molH2O;故C不符合題意;
D.CO2的體積分?jǐn)?shù)在反應(yīng)過程中是個變量;當(dāng)其保持不變時,說明各組分的濃度保持不變,達(dá)到平衡狀態(tài),故D符合題意.
故答案為:D.【解析】①.C②.0.125③.D11、略
【分析】【分析】
(1)放電時;負(fù)極上甲醇失電子發(fā)生氧化反應(yīng);
(2)充電時;原電池負(fù)極與電源負(fù)極相連,陽極上失電子發(fā)生氧化反應(yīng);
(3)乙池中B極上銀離子得電子發(fā)生還原反應(yīng);根據(jù)轉(zhuǎn)移電子相等計算氧氣的體積;
(4)n(CH3OH)=mol;結(jié)合燃燒熱的概念書寫熱化學(xué)方程式。
【詳解】
(1)充電時,原電池負(fù)極與電源負(fù)極相連,陽極上氫氧根離子失電子發(fā)生氧化反應(yīng),電極反應(yīng)式為:4OH--4e-═2H2O+O2↑;
(2)放電時,甲醇失電子和氫氧根離子反應(yīng)生成碳酸根離子和水,所以電極反應(yīng)式為:CH3OH-6e-+8OH-═CO32-+6H2O;
(3)乙池中B極上銀離子得電子發(fā)生還原反應(yīng),當(dāng)乙池中B極的質(zhì)量升高648g,則甲池中理論上消耗O2體積=×22.4L/mol=33.6L;
(4)n(CH3OH)=mol,生成CO2和液態(tài)H2O時放熱22.68kJ,則1molCH3OH燃燒放出的熱量為1×22.68kJ×32=725.76kJ,表示甲醇燃燒熱的熱化學(xué)方程式為CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-725.76kJ/mol?!窘馕觥控?fù)4OH-+4e-=2H2O+O2↑CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O33.6CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-725.76kJ/mol12、略
【分析】【詳解】
(1)從表中數(shù)據(jù)可看出,反應(yīng)進(jìn)行3s后,n(NO)=0.007mol;且始終保持不變,從而可確定上述反應(yīng)是可逆反應(yīng);
(2)從圖中可看出,?n(NO)=0.0013mol,結(jié)合化學(xué)反應(yīng),可確定?n(NO2)=0.0013mol,體積為2L,可知從而確定表示NO2變化的是曲線b;
從表中數(shù)據(jù)可以得出,0~2s內(nèi),?n(NO)=0.012mol,根據(jù)化學(xué)方程式,?n(NO)=?n(NO2),則用NO2表示0~2s內(nèi)該反應(yīng)的平均速率v==0.003mol/(L·s);
(3)A.不管反應(yīng)進(jìn)行到什么程度,總有v(NO2)=2v(O2);所以不一定達(dá)平衡狀態(tài),A不符合題意;
B.反應(yīng)物和生成物均為氣體;因此容器內(nèi)氣體的質(zhì)量一直不變,所以氣體質(zhì)量不變,不一定達(dá)到平衡,B不符合題意;
C.容器內(nèi)氣體的質(zhì)量不變;容器的體積不變,所以容器內(nèi)密度保持不變,所以當(dāng)密度不變時,反應(yīng)不一定達(dá)平衡狀態(tài),C不符合題意;
D.v逆(NO)=2v正(O2)表示反應(yīng)方向相反;且數(shù)值之比等于化學(xué)計量數(shù)之比,則此時反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài),D符合題意;
答案選D?!窘馕觥竣?是②.b③.0.003④.D13、略
【分析】【分析】
(1)由圖中所給數(shù)據(jù)看;反應(yīng)開始前,X;Y的物質(zhì)的量都為1.0mol,而Z的物質(zhì)的量為0,所以X、Y為反應(yīng)物,Z為生成物;當(dāng)各物質(zhì)的量不變時,其物質(zhì)的量都大于0,表明反應(yīng)為可逆反應(yīng);再由物質(zhì)的量的變化量之比等于化學(xué)計量數(shù)之比,可確定反應(yīng)的化學(xué)計量數(shù)關(guān)系,從而寫出反應(yīng)方程式。
(2)從表中數(shù)據(jù)可得出,反應(yīng)生成n(NH3)=0.36mol,則參加反應(yīng)的n(N2)=0.18mol,從而求出0~50s內(nèi)的平均反應(yīng)速率v(N2)。
(3)利用?H=E(N≡N)+3E(H-H)-6E(N-H);可求出E(N≡N)。
【詳解】
(1)由圖中所給數(shù)據(jù)可得出,X、Y、Z的變化量分別為0.3mol、0.1mol、0.2mol,從而得出三者的物質(zhì)的量之比為3:1:2,結(jié)合上面分析,可得出該反應(yīng)的化學(xué)方程式為3X(g)+Y(g)?2Z(g)。答案為:3X(g)+Y(g)?2Z(g);
(2)從表中數(shù)據(jù)可得出,反應(yīng)生成n(NH3)=0.36mol,則參加反應(yīng)的n(N2)=0.18mol,從而得出0~50s內(nèi)的平均反應(yīng)速率v(N2)==1.8×10?3mol/(L·s)。答案為:1.8×10?3mol/(L·s);
(3)利用?H=E(N≡N)+3E(H-H)-6E(N-H),可求出E(N≡N)=?H-3E(H-H)+6E(N-H)=-46×2kJ/mol-3×436kJ/mol+6×391kJ/mol=946kJ/mol。答案為:946。
【點睛】
由圖中數(shù)據(jù)確定反應(yīng)方程式時,對于方程式中的每個關(guān)鍵點,都需認(rèn)真求證,不能隨意表示,否則易產(chǎn)生錯誤。如我們在書寫方程式時,很容易將反應(yīng)物與生成物之間用“==”表示?!窘馕觥?X(g)+Y(g)?2Z(g)1.8×10?3mol/(L·s)94614、略
【分析】本題主要考查原電池原理。
(1)三種乙醇燃料電池中由于正極發(fā)生還原反應(yīng);所以正極反應(yīng)物均為氧氣。
(2)堿性乙醇燃料電池中,乙醇中的C轉(zhuǎn)化為CO32-,電極a上發(fā)生的電極反應(yīng)式為C2H5OH+16OH--12e-=2CO32-+11H2O,使用空氣代替氧氣,電池工作過程中堿性會不斷下降,其原因是空氣中的CO2會與KOH溶液反應(yīng);降低溶液的堿性,同時反應(yīng)中也會消耗KOH。
(3)酸性乙醇燃料電池中,電極b為正極,其上發(fā)生的電極反應(yīng)式為O2+4H++4e-=2H2O。
(4)熔融鹽乙醇燃料電池中若選擇熔融碳酸鉀為介質(zhì),電池工作時,CO32-向陽極(也是負(fù)極)電極a移動,電極b上發(fā)生還原反應(yīng),電極反應(yīng)式為O2+2CO2+4e-=2CO32-?!窘馕觥浚?1分,無特殊說明每空2分)(1)氧氣(1分)(2)C2H5OH+16OH--12e-=2CO32-+11H2O空氣中的CO2會與KOH溶液反應(yīng),降低溶液的堿性,同時反應(yīng)中也會消耗(3)KOHO2+4H++4e-=2H2O(4)aO2+2CO2+4e-=2CO32-15、略
【分析】【分析】
【詳解】
(1)若C為稀H2SO4溶液,電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn),B電極材料為Fe且做負(fù)極,電極反應(yīng)為Fe-2e-=Fe2+,A為正極,溶液中氫離子得到電子生成氫氣,電極反應(yīng)為2H++2e-=H2↑;
(2)鋅、銅和CuCl2溶液構(gòu)成的原電池中,鋅作負(fù)極,負(fù)極上鋅失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成鋅離子進(jìn)入溶液,導(dǎo)致鋅逐漸溶解,電極反應(yīng)式為Zn-2e-=Zn2+,銅作正極,正極上銅離子得電子發(fā)生還原反應(yīng)而析出銅單質(zhì),電極反應(yīng)式為Cu2++2e-=Cu;
(3)根據(jù)圖中電子流向可知c為負(fù)極,是甲醇發(fā)生氧化反應(yīng),電極反應(yīng)式為CH3OH-6e-+H2O=CO2↑+6H+;1mol氧氣在反應(yīng)中得到4mol電子;因此若線路中轉(zhuǎn)移2mol電子時消耗氧氣0.5mol,在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為0.5mol×22.4L/mol=11.2L。
【點睛】
掌握原電池的工作原理是解答的關(guān)鍵,注意把握電極方程式的書寫,特別是電解質(zhì)溶液的酸堿性對電極方程式的影響,另外還需要注意電子得失守恒的靈活應(yīng)用?!窘馕觥?H++2e-=H2↑還原Cu2++2e-=Cu負(fù)CH3OH?6e-+H2O=CO2↑+6H+11.2三、判斷題(共7題,共14分)16、B【分析】【分析】
【詳解】
(1)硅在自然界中只以化合態(tài)的形式存在;正確;
(2)硅的導(dǎo)電性介于導(dǎo)體和絕緣體之間;故可用于制作半導(dǎo)體材料,錯誤;
(3)Si不可用于制造光導(dǎo)纖維;錯誤;
(4)非金屬性:C>Si,則熱穩(wěn)定性:CH4>SiH4;正確;
(5)硅的化學(xué)性質(zhì)不活潑;常溫下可與HF反應(yīng),錯誤;
(6)SiO2是酸性氧化物;可溶于強(qiáng)堿(NaOH),溶于HF,錯誤;
(7)硅酸鈉的水溶液俗稱“水玻璃”;是一種建筑行業(yè)常用的黏合劑,正確;
(8)SiO2能與HF反應(yīng);因此可用HF刻蝕玻璃,正確;
(9)硅酸為弱酸,故向Na2SiO3溶液中逐滴加入稀鹽酸制備硅酸凝膠;正確;
(10)硅是良好的半導(dǎo)體材料;可以制成光電池,將光能直接轉(zhuǎn)化成電能,錯誤;
(11)硅是非金屬元素;它的單質(zhì)是灰黑色有金屬光澤的固體,正確;
(12)用二氧化硅制取單質(zhì)硅的反應(yīng)中硅元素被還原;錯誤;
(13)加熱到一定溫度時;硅能與氫氣;氧氣等非金屬發(fā)生反應(yīng),正確;
(14)二氧化硅是酸性氧化物;但是不能與水反應(yīng)生成硅酸,錯誤;
(15)二氧化硅制成的光導(dǎo)纖維;由于其良好的光學(xué)特性而被用于制造光纜,錯誤;
(16)工業(yè)上制取粗硅的反應(yīng)是SiO2+2CSi+2CO↑;錯誤;
(17)用二氧化硅制取單質(zhì)硅時,反應(yīng)是SiO2+2CSi+2CO↑;當(dāng)生成2.24L氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況)時,得到1.4g硅,錯誤;
(18)硅酸酸性比碳酸弱;錯誤;
(19)二氧化硅不能與碳酸鈉溶液反應(yīng);但能與碳酸鈉固體在高溫時發(fā)生反應(yīng),正確;
(20)2MgO·SiO2中的酸根陰離子為SiO錯誤;
(21)二氧化硅為立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),其晶體中硅原子和硅氧單鍵個數(shù)之比為1∶4,錯誤。17、B【分析】【分析】
【詳解】
甲烷和氯氣反應(yīng),除了生成一氯甲烷,還生成二氯甲烷、三氯甲烷和四氯化碳,故1mol甲烷和1mol氯氣反應(yīng)生成的一氯甲烷分子小于1mol,故錯誤。18、B【分析】【詳解】
甲烷分子中含有4個氫原子,1molCH4完全生成CCl4,最多消耗4molCl2,同時生成4mol氯化氫,說法錯誤。19、B【分析】略20、A【分析】【詳解】
低碳環(huán)保指減少日常作息時所耗用能量的綠色環(huán)保的生活方式,其目的主要是減少溫室氣體的排放量,特別是二氧化碳,從而減少對大氣的污染,減緩生態(tài)惡化,正確。21、A【分析】【分析】
【詳解】
植物通過光合作用將太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能儲存在植物中,植物、動物軀體經(jīng)過幾百萬年復(fù)雜的物理、化學(xué)變化形成化石燃料,由此可知化石燃料和植物燃料燃燒時放出的能量均來源于太陽能,正確。22、A【分析】【分析】
【詳解】
舊鍵斷裂需要吸收能量,新鍵形成需要放出能量,化學(xué)反應(yīng)中的能量變化主要是由化學(xué)鍵的變化引起的,該說法正確。四、工業(yè)流程題(共3題,共27分)23、略
【分析】【分析】
將廢催化劑高溫煅燒,將有機(jī)廢催化劑中的有機(jī)物除去,并將金屬元素轉(zhuǎn)化為金屬氧化物,用硫酸對煅燒產(chǎn)物進(jìn)行酸浸,pH控制在1~5,得到含有Co2+、Zn2+、Mn2+、Fe2+、Fe3+的浸出液,調(diào)節(jié)溶液pH值為5~5.2,加入高錳酸鉀將Mn2+、Fe2+氧化并轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3和MnO2除去,再次調(diào)節(jié)溶液pH值為4.5,加入(NH4)2S2O8將Co2+氧化為Co3+并轉(zhuǎn)化為Co(OH)3沉淀除去,調(diào)節(jié)pH值為8,加入碳酸氫銨使鋅離子轉(zhuǎn)化為ZnCO3?xZn(OH)2?yH2O沉淀;據(jù)此分析解答。
【詳解】
(1)“煅燒”可以除去其中的有機(jī)物;同時可將金屬元素轉(zhuǎn)化為金屬氧化物,有利于后續(xù)浸出;
(2)“凈化”時,加入KMnO4的目的是除去溶液中的Fe2+和Mn2+,反應(yīng)的離子方程式為:MnO4-+3Fe2++7H2O=MnO2↓+3Fe(OH)3↓+5H+、3Mn2++2MnO4-+2H2O=5MnO2↓+4H+;
(3)從流程中可以看出,“沉鈷”時,(NH4)2S2O8為氧化劑,因此除去的是Co2+,結(jié)合所給反應(yīng)過程,缺少將Co2+轉(zhuǎn)化為Co3+的反應(yīng),則可得所缺的化學(xué)方程式為2Co2++O+2H+=2Co3++H2O;根據(jù)電荷守恒可得,(NH4)2S2O8~H2O2~O~2Co3+~2Co(OH)3,每生成1molCo(OH)3理論上消耗(NH4)2S2O8的物質(zhì)的量為0.5mol;
(4)Co(OH)3沉淀應(yīng)依次用稀硫酸和水洗滌,檢驗Co(OH)3沉淀是否洗滌干凈;也就是檢驗是否含有硫酸根離子,可取取最后一次洗滌液少許于試管中,向其加入氯化鋇溶液,沒有白色沉淀生成,證明洗滌干凈;
(5)“沉鈷”時pH不能太高,防止Zn2+提前沉淀;“沉鋅”時,加入NH4HCO3,銨鹽受熱易分解,溫度不能太高,防止NH4HCO3熱分解;
(6)取“沉鋅”后所得固體34.1g,煅燒后得到固體24.3g,將生成的氣體通過足量的濃硫酸,增重5.4g,增重的質(zhì)量為水,根據(jù)質(zhì)量守恒,煅燒生成的CO2氣體的物質(zhì)的量為=0.1mol,根據(jù)元素守恒可知ZnCO3?xZn(OH)2?yH2O為0.1mol,煅燒后生成的ZnO的物質(zhì)的量為=0.3mol,根據(jù)Zn元素守恒,0.1mol+0.1molx=0.3mol,則x=2,生成水的物質(zhì)的量為=0.3mol,根據(jù)氫元素守恒,0.1mol×2×2+0.1mol×2y=0.3mol×2,則y=1,則所得固體的化學(xué)式為ZnCO3?2Zn(OH)2?H2O?!窘馕觥竣?除去其中的有機(jī)物(或?qū)⒔饘僭剞D(zhuǎn)化為氧化物,有利于后續(xù)浸出,合理即可)②.MnO4-+3Fe2++7H2O=MnO2↓+3Fe(OH)3↓+5H+、3Mn2++2MnO4-+2H2O=5MnO2↓+4H+③.2Co2++O+2H+=2Co3++H2O④.0.5mol⑤.取最后一次洗滌液少許于試管中,向其加入氯化鋇溶液,沒有白色沉淀生成,證明洗滌干凈⑥.防止Zn2+提前沉淀⑦.防止NH4HCO3熱分解⑧.ZnCO3?2Zn(OH)2?H2O24、略
【分析】【分析】
廢舊鋰離子電池處理拆解后分離出LiCoO2、碳粉、Cu、Al、Ni等小顆?;旌衔?,通過電選將LiCoO2、碳粉與Cu、Al、Ni分離,向LiCoO2;碳粉混合物中加入硫酸;碳不與硫酸反應(yīng),過濾可得硫酸鈷和硫酸鋰溶液,得到濾液加入萃取劑萃取分液得到水層為硫酸鋰,有機(jī)層通過反萃取得到水層硫酸鈷溶液,據(jù)此分析解答。
【詳解】
(1)A.根據(jù)鋰離子電池放電時電池的總反應(yīng)為:Li1-xCoO2+LixC6=LiCoO2+C6(x<1),放電時,則Li1-xCoO2為正極,LixC6為負(fù)極,負(fù)極LixC6失去電子得到Li+,在原電池中,陽離子移向正極,則Li+在電解質(zhì)中由負(fù)極向正極遷移;充電時,石墨(C6)電極變成LixC6,電解池中陽離子向陰極移動,陰極電極反應(yīng)式為:xLi++C6+xe-═LixC6,則石墨(C6)電極增重的質(zhì)量就是鋰離子的質(zhì)量,則鋰離子電池中無金屬鋰,充放電過程中,Li+在兩個電極之間往返嵌入和脫嵌;故A正確;
B.集中預(yù)處理時;為防止短時間內(nèi)快速放電引起燃燒甚至爆炸,根據(jù)流程圖,放電處理”有利于鋰的回收,故B正確;
C.充電時,石墨(C6)電極變成LixC6,電極反應(yīng)式為:xLi++C6+xe-═LixC6,則石墨(C6)電極增重的質(zhì)量就是鋰離子的質(zhì)量,根據(jù)關(guān)系式:xLi+~~xe-,可知若轉(zhuǎn)移0.01mole-,就增重0.01molLi+;即0.07g,故C錯誤;
D.正極上Co元素化合價降低,放電時,電池的正極反應(yīng)為:Li1-xCoO2+xLi++xe-═LiCoO2;充電是放電的逆反應(yīng),故D正確;
答案選C;
(2)LiCoO2是一種具有強(qiáng)氧化性的難溶復(fù)合金屬氧化物,Na2S2O3是一種中等強(qiáng)度的還原劑,二者發(fā)生氧化還原反應(yīng)有利于提高酸浸時LiCoO2的浸出率和浸出速率,浸出CoSO4的離子反應(yīng)方程式:8LiCoO2+S2O32-+22H+=8Li++8Co2++11H2O+2SO42-;
(3)通過酸浸,加入Na2S2O3溶液,將Cu、Al、Ni與Li、Co分離,提高Li、Co離子的浸出率,當(dāng)Li、Co離子的浸出率最高時,Na2S2O3溶液的濃度為0.25mol/L;Na2S2O3溶液濃度增至0.3mol/L時,Na2S2O3是一種中等強(qiáng)度的還原劑,遇強(qiáng)酸分解,發(fā)生反應(yīng)為:Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O,反應(yīng)中產(chǎn)生硫單質(zhì),附著在固體表面阻止反應(yīng)進(jìn)行,導(dǎo)致LiCoO2的浸出率明顯下降;
(4)整個回收工藝中;通過反萃取,可以再生有機(jī)萃取劑(有機(jī)相),該有機(jī)相可循環(huán)使用流程中萃取環(huán)節(jié);
(5)溶解度是指一定溫度下達(dá)到飽和時,100g水中溶解溶質(zhì)的質(zhì)量,15℃左右,100g水的體積100mL,根據(jù)Li2CO3?2Li++CO32-,c(Li+)=2c(CO32-),Ksp(Li2CO3)=c2(Li+)×c(CO32-)=[2c(CO32-)]2×c(CO32-)=4[c(CO32-)]3=3.210-2,c(CO32-)==0.2mol/L,則溶解的Li2CO3的物質(zhì)的量=0.2mol/L×0.1L=0.02mol,溶解的Li2CO3的質(zhì)量=0.02mol×74g/mol=1.48g;將萃取后的Li2SO4溶液加熱至95℃,加入飽和Na2CO3溶液,反應(yīng)10min,Li2CO3溶解度隨溫度升高而減小,應(yīng)趁熱過濾,洗滌,干燥獲得Li2CO3粉末。
【點睛】
利用碳酸鋰的溶度積常數(shù)計算碳酸根離子的濃度時,需要利用鋰離子和碳酸根離子的關(guān)系,求出碳酸根離子的濃度,再找到碳酸根和碳酸鋰的物質(zhì)的量關(guān)系,換算成質(zhì)量,結(jié)合溶解度的概念,求出溶解度,在溶液中的計算,要善于找到各個物理量之間的關(guān)系,善于建立關(guān)系式。【解析】C提高LiCoO2的浸出率和浸出速率8LiCoO2+S2O32-+22H+=8Li++8Co2++11H2O+2SO42-0.25Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O,反應(yīng)中產(chǎn)生硫單質(zhì),附著在固體表面阻止反應(yīng)進(jìn)行有機(jī)萃取劑(有機(jī)相)1.48趁熱過濾,洗滌,干燥25、略
【分析】【分析】
Ⅰ.結(jié)合浸取速率的影響因素分析;根據(jù)電解池原理分析解答;
Ⅱ.由題干信息,根據(jù)工藝流程分析可知,礦渣中加入純堿在空氣中焙燒生成Na2CrO4、NaAlO2、NaFeO2,再加水浸取,發(fā)生反應(yīng)+2H2O=Fe(OH)3↓+OH-,浸渣為Fe(OH)3,向浸取液中通入CO2,發(fā)生反應(yīng)2H2O+NaAlO2+CO2=NaHCO3+Al(OH)3↓,過濾后濾液中含有Na2CrO4,再向濾液中加入Na2S2O3和稀硫酸,Na2CrO4被還原為Cr3+,再加入氨水沉淀可得到Cr(OH)3;據(jù)此分析解答。
【詳解】
Ⅰ.(1)酸浸時;可采用適當(dāng)增加硫酸濃度;升高反應(yīng)溫度、減小礦渣粒徑、增加浸取時間、攪拌等方法提高礦渣的浸取率,故答案為:適當(dāng)增加硫酸濃度、升高反應(yīng)溫度、減小礦渣粒徑、增加浸取時間、攪拌(任意兩點);
(2)電沉積時,C3+在陰極得到電子生成Cr,電極反應(yīng)式為Cr3++3e-=Cr,故答案為:Cr3++3e-=Cr;
Ⅱ.(3)根據(jù)上述分析可知,加水浸取,發(fā)生反應(yīng)+2H2O=Fe(OH)3↓+OH-,浸渣為Fe(OH)3,故答案為:+2H2O=Fe(OH)3↓+OH-;
(4)已知Zn2+均可與EDTA以1:1結(jié)合成絡(luò)離子;Zn2+可與PAN1:1結(jié)合成紫紅色絡(luò)合物,且結(jié)合能力弱于EDTA,則消耗的EDTA的物質(zhì)的量為(c1V1-c2V2)×10-3mol,則Al的物質(zhì)的量為(c1V1-c2V2)×10-3mol,其質(zhì)量為27g/mol×(c1V1-c2V2)×10-3mol=27(c1V1-c2V2)×10-3g,則溶液中Al的含量為故答案為:
(5)“碳分”時,向浸取液中通入CO2,發(fā)生反應(yīng)2H2O+NaAlO2+CO2=NaHCO3+Al(OH)3↓,過濾得到Al(OH)3沉淀,將沉淀洗滌后加熱可直接分解得到純凈的Al2O3;故答案為:過濾;洗滌、加熱;
(6)過濾后濾液中含有Na2CrO4,再向濾液中加入Na2S2O3和稀硫酸,Na2CrO4被還原為Cr3+,根據(jù)氧化還原反應(yīng)得失電子守恒規(guī)律可得,反應(yīng)的離子方程式為8+3+34H+=6+8Cr3++17H2O或4+3+26H+=6+8Cr3++13H2O,故答案為:8+3+34H+=6+8Cr3++17H2O或4+3+26H+=6+8Cr3++13H2O;
(7)根據(jù)沉淀溶解平衡Cr(OH)3Cr3++3OH-可得,Ksp[Cr(OH)3]=c(Cr3+)·c3(OH-),則當(dāng)c(Cr3+)=10-5mol?L-1時,則pOH=-lg[c(OH-)]=9,pH=14-pOH=5,所以應(yīng)調(diào)節(jié)溶液的pH至少為5,故答案為:5?!窘馕觥竣?適當(dāng)增加硫酸濃度、升高反應(yīng)溫度、減小礦渣粒徑、增加浸取時間、攪拌(任意兩點)②.Cr3++3e-=Cr③.+2H2O=Fe(OH)3↓+OH-④.⑤.過濾、洗滌、加熱⑥.8+3+34H+=6+8Cr3++17H2O或4+3+26H+=6+8Cr3++13H2O⑦.5五、結(jié)構(gòu)與性質(zhì)(共2題,共20分)26、略
【分析】【分析】
(1)根據(jù)CH4、、CO和H2的燃燒熱分別寫出燃燒的熱化學(xué)方程式:
①CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-890.3kJ?mol-1;
②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=-566.0kJ?mol-1,
③O2(g)+2H2(g)=2H2O(l)△H=-571.6kJ?mol-1;
根據(jù)蓋斯定律計算得到所需熱化學(xué)方程式;
(2)①恒溫恒容時,氣體的壓強(qiáng)之比等于其物質(zhì)的量之比,2h時=0.85;求出氫氣轉(zhuǎn)化量,進(jìn)一步求出用氫氣表示的反應(yīng)速率;
②該溫度下,反應(yīng)進(jìn)行5h時達(dá)到平衡狀態(tài),此時=0.80,求出二氧化碳轉(zhuǎn)化量,進(jìn)一步求出CO2的平衡轉(zhuǎn)化率;
(3)根據(jù)已知條件;列三行式,求出平衡時各氣體成分所占的物質(zhì)的量的分?jǐn)?shù),求出分壓,進(jìn)而計算平衡常數(shù);
(4)①由曲線變化可知隨著溫度升高;氫氣的物質(zhì)的量逐漸增多,說明升高溫度平衡逆向移動,則正反應(yīng)放熱;
②隨著溫度升高,氫氣的物質(zhì)的量逐漸增多,因氫氣為反應(yīng)物,則另一條逐漸增多的曲線a代表CO2,C2H4(g)、H2O(g)都是生成物,隨著平衡逆向移動,二者的物質(zhì)的量逐漸減小,由計量數(shù)關(guān)系可知曲線b代表水,曲線c代表C2H4。
【詳解】
(1)根據(jù)CH4、、CO和H2的燃燒熱分別寫出燃燒的熱化學(xué)方程式:
①CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-890.3kJ?mol-1;
②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=-566.0kJ?mol-1,
③O2(g)+2H2(g)=2H2O(l)△H=-571.6kJ?mol-1;
利用蓋斯定律將①2-②-③×2可得:2CH4(g)+O2(g)=2CO(g)+4H2(g)△H=-71.4kJ?mol-1,
故答案為2CH4(g)+O2(g)=2CO(g)+4H2(g)△H=-71.4kJ?mol-1;
(2)①恒溫恒容時,氣體的壓強(qiáng)之比等于其物質(zhì)的量之比,2h時=0.85,設(shè)消耗CO2的物質(zhì)的量為xmol;
CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)V
13112
xmol2xmol
則有=0.85;解得x=0.3;
故前2h的平均反應(yīng)速率v(H2)==0.225mol·L-1·h-1。
②該溫度下,反應(yīng)進(jìn)行5h時達(dá)到平衡狀態(tài),此時=0.80,設(shè)消耗CO2的物質(zhì)的量為ymol
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